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升级   30.53% TA的每日心情 | 开心 2015-4-14 18:58 |
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签到天数: 4 天 [LV.2]偶尔看看I
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首先,你需了解蒙特卡洛(MC)的发源:马尔科夫链和与之相关的概率转移矩阵。
( ^) @. D8 V5 [, i8 r举一个简单的例子,一家钢琴店老板,他发现他前一个星期卖了1架钢琴,后一个星期就会卖2架,如果前一个星期卖了2架,后一个星期就会卖出0架,如果前一个星期卖出0架,后一个星期就会卖出1架,请问老板平均每星期进多少架钢琴比较合理?
; B) m7 d+ ^+ w; c. F: I6 r这里很明显看出0——>1——>2——>0这样变化的构建的矩阵就是这样的
0 C) A; R" t. a a$ [* j4 h( Y# K3维矩阵,每个维度和经度表示0、1、2这三种状态,按顺序来,矩阵内的值表示从维度的状态转移到经度的状态的概率4 c: e0 h$ n, o# o4 B& g8 }$ O( z
0 1 0+ t1 U. g- R( i/ s! q3 m
0 0 1 =A
1 I+ E2 g- R' C- P. |1 0 0
& J. f- a) x' u1 k! n$ J VA矩阵不停的自乘,如果发现n次后,A矩阵怎么自乘都不会变了,说明他是收敛的,这个问题就有解,把那个矩阵乘以状态向量就是合理的钢琴数。如果怎么乘都不收敛,那这个问题就是无解的。. r% |8 _, [0 a. U& o5 Y: [
5 y/ n4 N- C7 |& U4 p7 k现在有一些分子摆在那里,让你预测分子最有可能的状态,也就是能量最稳定的状态。N个分子自由度是3N+2,而分子在空间中可能的坐标是无限的,所以你根本不可能构建出概率转移矩阵,得到数学上的确定解。所以MC方法来了,他保证分子状态转移的每一步都像能量稳定的状态跳跃。步骤是:2 g f" }1 `) n; Y
1)利用随机数生成初始分子状态坐标" V' u7 z4 O: ?, d' t! Q3 _
2)随意移动一个分子到一个新的随机坐标5 A& D; Z4 l' C1 G! ?
3)看新旧坐标的能量变化,判断要不要跳到新坐标(这里的接受概率函数比较复杂,不细说)
8 x3 Y# V. U; ]7 }/ p4)重复以上过程,直到总能量基本不变
, o- x$ d! Z3 h5 I+ c
1 |! K: X, l1 d! ~& J3 P- X6 v# CMC方法演变出一系列方法,比如模拟退火,都是在其基础上的加强,都是寻找系统最优解的方法。关键是,这个最有解数学上是找不到的。过程都一样,就是接受概率函数和状态表达方法不一样而已。
y- u- U- C0 l7 _ ? |
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